مستقیم خیره به خورشید
لكه‌ها و تاثیر آنها بر زمین
محاسبات نشان می‌دهند كه لكه‌های خورشیدی باید به سرعت تشكیل و سپس محو شوند؛ درحالی‌كه لكه‌ها معمولا تا چند هفته دوام می‌آورند!
در گزارش‌های تاریخی رصد خورشید، بازه‌های زمانی طولانی مدتی پیدا می‌شود كه در خورشید نشانی از حتی یك لكه خورشیدی دیده نمی‌شود و برای سال‌ها، حتی چرخه خورشیدی نیز اتفاق نمی‌افتد. مثلا در بازه زمانی 1645 تا 1715 م. هیچ لكه‌ای روی خورشید دیده نشد و این بازه هفتاد ساله، منطبق بر همان دوره‌ای است كه ركورد پایین‌ترین دما در اروپا شكسته شد، تا جایی‌كه این دوره را عصر یخبندان كوچك نامیده‌اند. در همین زمان، خشكسالی‌های گسترده‌ای در ایالات متحده روی داد.
وقتی تعداد لكه‌های خورشیدی خیلی زیاد باشد، حتی با چشم غیرمسلح هم می‌توان آنها را تشخیص داد؛ بخصوص اگر در زمان غروب به خورشید بنگریم یا خورشید پشت ابر یا لایه‌های غبار قرار داشته باشد. دانشمندان قرن‌های یازدهم و دوازدهم میلادی / پنجم و ششم هجری از تعداد فراوان و بی‌سابقه لكه‌های خورشیدی خبر داده‌اند و جالب اینجاست كه در آن دوران، دمای زمین بیشتر از امروز بود.
در یك محیط پلاسمایی، خطوط میدان مغناطیسی و مواد پلاسما همراه با یكدیگر حركت می‌كنند. وقتی این مواد در اثر حركت همرفتی به بالا صعود می‌كنند، خطوط میدان نیز به سمت بالا منحرف می‌شوند و درنتیجه، در اطراف ابردانه‌ها، میدان مغناطیسی عمودی تشكیل می‌شود. وجود این میدان، فواره‌های باریكی از گاز را به قطر 500 تا 800 كیلومتر ایجاد می‌كند كه سیخك نامیده می‌شوند. هر 5 دقیقه یك‌بار، مواد پلاسمایی با سرعت 81هزار كیلومتر بر ساعت (5/22 كیلومتر بر ثانیه) به درون تاج خورشیدی فوران می‌كنند و این انفجارهای پلاسمایی را به‌وجود می‌آورند. ارتفاع آنها می‌تواند به 16هزار كیلومتر برسد وتا حداكثر 15 دقیقه نیز دوام بیاورند.
رصدهای ماهواره‌ای، كمان‌های میدان مغناطیسی حامل ذرات بارداری را به تصویر كشیده‌اند كه ده‌ها هزار كیلومتر از سطح خورشید فاصله گرفته و وارد تاج خورشید شده‌اند. وقتی دو كمان مغناطیسی با قطبیدگی مخالف به هم نزدیك شوند، فرآیندی به نام بازپیوستگی مغناطیسی روی می‌دهد كه در نتیجه آن، میدان مغناطیسی خنثی می‌شود و مقادیر غیرقابل‌تصوری از انرژی آزاد می‌شود. انرژی موجود در هر یك از این كمان‌های مغناطیسی برابر یك میلیون سال انرژی تولیدی یك نیروگاه برق‌آبی است! به همین دلیل است كه تاج می‌تواند علی‌رغم فاصله بسیار زیاد از هسته داغ خورشید، به دمای چند میلیون درجه سانتی‌گراد برسد.
در حضور گروه‌های بزرگ و پیچیده لكه‌های خورشیدی، این فرآیند گرمایش مغناطیسی تشدید می‌شود و به فوران‌های عظیمی در خورشید منجر می‌شود كه شراره‌های خورشیدی نام دارند. در عرض تنها چند دقیقه، دما از 6هزار به 6 میلیون درجه كلوین می‌رسد و حجم گسترده‌ای از مواد و انرژی به فضا پرتاب می‌شود.
انرژی آزادشده در قدرتمندترین این شراره‌ها معادل انفجار همزمان صدهزار میلیارد بمب هسته‌ای یك مگاتنی است كه خود به‌تنهایی، چندین برابر انفجار هسته‌ای هیروشیما است. اما در مقایسه با فوران‌های تاج خورشیدی، این شراره‌ها به شمعی در برابر خورشید می‌مانند. در فوران‌های تاج خورشیدی یا به اختصار، سی. ام. ای، میلیاردها تن از گازهای فوق‌العاده داغ تاج خورشید با سرعت صدهاكیلومتر بر ثانیه به فضا پرتاب می‌شوند و تا چند ساعت ادامه پیدا می‌كنند.
فوران‌های تاج خورشیدی معمولا در جهت‌های تصادفی اتفاق می‌افتد؛ اما اگر یكی از آنها رو به زمین پرتاب شود، پس از 2 تا 4 روز به زمین می‌رسد و شرایط خطرناكی را برای زمین پدید می‌آورند. ذرات باردار و پرانرژی می‌توانند ماهواره‌ها را از كار بیندازند و به فضانوردان حاضر در ایستگاه فضایی آسیب برسانند.
سپر طبیعی زمین
اگر روی سیاره‌ای خاكی غیر از زمین، مثلا ناهید یا مریخ زندگی می‌كردیم، كافی بود مسیر یكی از این سی.ام.ای‌ها از نزدیكی زمین بگذرد تا نشانی از حیات باقی نماند. اما زمین، دومین میدان مغناطیسی قدرتمند را در میان سیارات منظومه شمسی در اختیار دارد و همین، آن‌را در برابر فوران‌های خورشید و دیگر پرتوهای مرگ‌بار مانند پرتوهای كیهانی حفاظت می‌كند.
میدان مغناطیسی زمین از هسته آهنی ـ نیكلی آن منشا می‌گیرد، جایی كه فشار و دمای بالا، سوپی داغ از یون‌های مثبت و منفی در حال حركت ایجاد می‌كند و این‌ها به نوبه خود، میدان مغناطیسی به‌وجود می‌آورند. الگوی آهنربایی زمین بسیار شبیه به الگوی یك آهنربای میله‌ای است؛ به شرطی كه زمین را تنها در عالم تصور كنیم. در منظومه شمسی، برهم‌كنش این میدان با میدان مغناطیسی خورشید و بخصوص بادهای خورشیدی، سبب می‌شود این میدان در سوی خورشید فشرده‌تر و در سوی مخالف، كشیده‌تر شود.
وقتی خورشید فوران كند، سیلی از ذرات باردار پرانرژی را روانه زمین می‌كند؛ اما این ذرات در برخورد با میدان مغناطیسی زمین منحرف می‌شوند و به سوی قطب‌های مغناطیسی مخالف رانده می‌شوند. در نواحی استوایی و عرض‌های میانی، این ذرات در ارتفاع بسیار بالایی نسبت به سطح زمین حركت می‌كنند؛ اما هرچه به سمت قطب‌های مغناطیسی زمین نزدیك‌تر می‌شوند، به ارتفاع پایین‌تری می‌رسند؛ تا جایی‌كه در عرض‌های قطبی (بالاتر از 5/ 66 درجه)، به ارتفاع چند ده كیلومتری می‌رسند. در این ارتفاع، ذرات پرانرژی به مولكول‌های هوا برخورد و به آنها انرژی می‌دهند. مولكول‌های پرانرژی هوا نیز این انرژی را با تاباندن نور، تخلیه می‌كنند و آسمان نورباران می‌شود. این پدیده را شفق قطبی می‌نامند.
اما شفق قطبی تنها روی زیبای ورود طوفان خورشیدی به زمین است. ذرات باردار پرانرژی و پرسرعت، اختلالات الكترومغناطیسی شدیدی ایجاد می‌كنند كه می‌تواند شبكه توزیع برق یا سیستم‌های مخابراتی را از كار بیندازد. از آن بدتر، اختلال شدید در فعالیت ماهواره‌ها است كه اگر برای مقابله با آن اقدامی انجام نگیرد، به از كار افتادن دائمی مدارهای ماهواره و هدر رفتن میلیون‌ها دلار سرمایه منجر می‌شود.
خیره به خورشید
آسیب‌های ناشی از این طوفان‌های خورشیدی به‌قدری جدی است كه دانشمندان، ماهواره‌هایی را به رصد مستقیم خورشید مامور كرده‌اند. معمولا بین مشاهده یك فوران و رسیدن آن به زمین (البته اگر در مسیر زمین قرار بگیرد)، چند روز فاصله وجود دارد. در این مدت، مهندسان ماهواره‌های موجود در مدار زمین را در وضعیت ایمن مناسب قرار می‌دهند و تمهیدات لازم را برای جلوگیری از اختلال در سیستم‌های برق و مخابرات زمینی انجام می‌دهند.
دو ماموریت STEREO و SDO، تازه‌ترین ماموریت‌های ناسا به‌مقصد خورشید هستند. ماموریت استریو متشكل از 2 فضاپیما است كه در زاویه‌های حدود 120 درجه نسبت به زمین قرار می‌گیرند تا فعالیت‌های پشت خورشید را نیز آشكار كنند. این دو فضاپیما به همراه فضاپیماها و تلسكوپ‌هایی كه روی خورشید را زیر نظر دارند، برای نخستین بار این امكان را فراهم خواهند آورد تا تمام فعالیت‌های خورشید را بتوان همزمان مشاهده كرد و اطلاعات كافی برای تدوین مدل 3بعدی این ستاره گرد آورد.
اما اس. دی. او یا رصدخانه دینامیك خورشیدی، ماموریتی به مقصد خورشید است كه هدفش آشكاركردن ماهیت میدان مغناطیسی خورشید و لرزه‌های مشاهده‌شده در آن است. اما از همه جالب‌تر، دوربین نصب‌شده در آن است كه هر ده ثانیه یك‌بار، با كیفیت استاندارد Imax از سطح خورشید عكس می‌گیرد و این حجم انبوه اطلاعات را كه كیفیت هر عكس 4 برابر كیفیت یك تلویزیون اچ. دی است، با آهنگ 130 مگابیت بر ثانیه به زمین مخابره می‌كند.
منبع: دانستنی ها
